時間:2015年01月07日 分類:推薦論文 次數:
摘 要:連續運行衛星定位系統(CORS)具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強、覆蓋率廣等優點,特別是C0RS 系統內網絡RTK 測量功能的實現改變了傳統測量作業模式,可以極大地提高測量的工作效率。文中針對CORS 工作原理和技術優勢、在工程測量中應用、CORS 的發展趨勢和意義進行了簡要闡述。
關鍵詞:核心電子學報,CORS系統,技術優勢,工程測量
隨著全球衛星定位系統(GPS)技術的快速發展,特別是前幾年,實時動態RTK(Real Time Kinematic)技術已完全成熟,大大提高了測繪成果的精度,實用性和高效性。這幾年,一種新的GPS 技術—連續運行衛星定位系統(CORS),在各地陸續建立,它具有操作簡便、成本低、精度高、實時性強、覆蓋率廣等優點,特別是CORS 系統內網絡RTK 測量功能的實現改變了傳統測量作業模式,較大的提高了測繪工作的效率。在CORS 系統所覆蓋區域網絡RTK
技術越來越多的應用到測繪及其相關行業。正逐步取代傳統單基站RTK 技術。
一、CORS 的工作原理和技術優勢
1.工作原理
CORS 是在一個較大的區域內均勻的布設多個永久性的連續運行GPS 參考站,構成一個參考站網,各參考站按設定的采樣率連續觀測,通過數據通信系統實時的將觀測數據傳輸給系統控制中心,系統控制中心首先對各個站的數據進行預處理和質量分析,然后對整個數據進行統一解算,實時估算出網內的各種系統誤差改正項(電離層、對流層、衛星軌道誤差)獲得本區域的誤差改正模型。然后向用戶實時發送GPS 改正數據,用戶只需要一臺GPS 接收機,便可實時或事后得到高精度的可靠的定位結果。CORS 目前主要的幾種網絡 RTK 技術有虛擬參考站(VRS)技術、主輔站技術(i一MAX)、區域改正參數(FKP)技術和綜合誤差內插法技術等。
2.技術優勢
CORS 它的出現將使一個地區的所有測繪工作成為一個有機的整體,結束了以前GPS 作業單打獨斗的局面。與傳統RTK 測量作業方式,其主要優勢體現在:① 為區域(一個城市、省級行政區乃至更大的區域范圍)測繪工作提供了一個統一的基準,能夠從根本上解決不同行業、不同部門之間坐標系統的差異問題;② 對不同的服務客戶提供不同精度的數據服務。③ GPS 的有效服務范圍得到了極大的擴展;④ 采用連續基站,用戶隨時可以觀測,使用方便,提高了工作效率;⑤ 擁有完善的數據監控系統,由于消除或削弱各種系統誤差的影響,還可獲得高精度和高可靠性的定位結果;⑥ 用戶不需架設參考站,真正實現單機作業,減少了費用;⑦ 使用固定可靠的數據鏈通訊方式,減少了噪聲干擾;⑧ 提供遠程 INTERNET 服務,實現了數據的共享,可為高精度要求的用戶提供下載服務。
二、CORS 技術在工程測量中的應用
連續運行衛星定位系統(CORS)能夠全年365 天,每天24 小時連續不斷地運行,全面取代常規大地測量控制網。因其高效率、高精度、高可靠性和低成本的特點,在工程測量中,得到了廣泛的應用。
1.控制測量
常規控制測量如三角測量、導線測量,要求點間通視,費工費時,而且精度不均勻,外業中不知道測量成果的精度。GPS靜態、快速靜態相對定位測量無需點間通視能夠高精度地進行各種控制測量,但是需要時候進行數據處理,不能實時定位并知道定位精度,內業處理后發現精度不合要求必須返測量。而用網絡RTK 技術進行控制測量既能實時知道定位結果,又能實時知道定位精度。這樣可以大大提高作業效率。應用網絡RTK 技術進行實時定位可以達到厘米級的精度,因此,除了高精度的控制測量仍采用GPS 靜態相對定位技術之外,RTK 技術即可用于地形測圖中的控制測量,地籍和房地產測量中的控制測量。
2.房產地籍測量
地籍及房地產測量是精確測定土地權屬界址點的位置,同時測繪供土地和房產管理部門使用的大比例尺的地籍平面圖和房產圖,并量算土地和房屋面積。地籍和房地產測量中應用網絡RTK 技術測定每一宗土地的權屬界址點以及測繪地籍與房地產圖,能實時測定有關界址點及一些地物點的位置并能達要求的厘米級精度。但在影響衛星信號和CORS 基站差分信號
接收的遮蔽地帶,還必須配合使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具,采用解析法或圖解法進行細部測量。
3.建設用地勘測定界
建設用地中的土地勘測定界是實地確定土地使用界線范圍,測定界樁位置,測量使用界線范圍內各類土地面積并計算用地面積等測繪技術工作,它為各級政府的國土資源部門審批土地、地籍管理提供依據和基礎資料。利用網絡RTK 技術進行勘測定界放樣,能避免解析法和關系距離法放樣等放樣方法的復雜性,同時也簡化了建設用地勘測定界的工作程序,特別是對公路、鐵路、河道、輸電線路等線性工程和特大型工程的放樣更為有效和實用。
4.地形測圖
地形測圖是為滿足城鎮規劃和各種經濟建設的需要對規劃建設區域工程提供不同比例尺的地形圖。用常規的測圖方法通常是先布設控制網點,這種控制網一般是在國家高等級控制網點的基礎上加密次級控制網點。最后依據加密的控制點和圖根控制點,測定地物點和地形點在圖上的位置并按照一定的規律和符號繪制成平面圖。CORS 技術的出現,可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標。特別是應用 CORS 下的網絡RTK 新技術,甚至可以不布設各級控制點,作業員用在直接用流動站便可以高精度廠快速地測定界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次測繪成電子地圖。
5.城市規劃、定線及監督測量
網絡RTK 在城市規劃測量中有著廣泛的運用,比傳統的測量儀器,有著省時省工且精度高等特點。網絡RTK 測量技術用于市政道路、建筑物定位、規劃設施定位等放樣以及定位后定位點數據質量檢查監督等測繪工作一人即可完成。將線路參數如線路起終點坐標、曲線轉角、半徑等輸人RTK 的外業控制器,即可放樣。放樣方法靈活,即能按樁號也可按坐標放樣,并可以隨時互換。放樣時屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位,便于前后左右移動,直到滿足放樣的精度要求為止。
6.變形監測中的應用
CORS 的建立,可以對工程建設進行實時、有效、長期的變形監測,對災害進行快速預報。對于特大型橋梁變形監測,由于受車輛、風荷等諸多因數影響傳統常規測量儀很難保證高精度、實時、長期變形監測,同時傳統的測量方法需投入較多人力、物力、財力;對于一些水庫壩體、重要建筑物傾斜、沉降變形;區域地面沉降等進行監測,通過對監測對象設立足夠數量的GPS 觀測點采用CORS 不間斷的傳遞數據,處理后的數據計算變形量,對此后變形進行分析預報,對不利災害變形數據及時提供決策者采取預防措施。
三、建立CORS 的必要性和意義
(1)CORS 的建立可以大大提高測繪精度、速度與效率,降低測繪勞動強度和成本,省去測量標志保護與修復的費用,節省各項測繪工程實施過程中約30% 的控制測量費用。由于城市建設速度加快,對GPS-C、D、E 級控制點破壞較大,一般在5-8 年需重新布設,至于在路面的圖根控制更不用說,一二年就基本沒有了,各測繪單位不是花大量的人力重新布設,就是仍以支站方式,這不但保證不了精度,還造成了人力物力財力的大量浪費。隨著CORS 基站的建設和連續運行,就形成了一個以永久基站為控制點的網絡。所以,可以利用已建成的CORS 系統對外開發使用,收取一定的費用,收費標準可以根據各地的投入和實際情況制定,當然這一點上更多的是社會效益。
(2)CORS 的建立,可以對工程建設進行實時、有效、長期的變形監測,對災害進行快速預報。CORS 項目完成將為城市諸多領域如氣象、車船導航定位、物體跟綜、公安消防、測繪、GIS 應用等提供精度達厘米級的動態實時GPS定位服務,將極大地加快該城市基礎地理信息的建設。
(3)CORS 將是城市信息化的重要組成部分,并由此建立起城市空間基礎設施的三維、動態、地心坐標參考框架,從而從實時的空間位置信息面上實現城市真正的數字化。CORS 建成能使更多的部門和更多的人使用GPS 高精度服務,它必將在城市經濟建設中發揮重要作用。由此帶給城市巨大的社會效益和經濟效益是不可估量的,它將為城市進一步提供良好的建設和投資環境。
四、結束語
CORS 是目前國內乃至全世界GPS 的最新技術和發展趨勢,日本及歐美已經建立起完整的系統。國內也進入了蓬勃的發展階段。GPRS將是測量的歷史性飛躍。也是城市信息化的重要組成部分。CORS 將為工程測量建立一個統一的基準。能夠解決不同部門、不同行業坐標系統的差異問題。但是資源共享和網絡一體化的研究建設應該加強。自主研發CORS 的數據處理軟件有待開發。